GE Aerospace și Lockheed Martin au anunțat colaborarea pentru demonstrarea unei noi tehnologii de propulsie destinată rachetelor hipersonice, bazată pe un motor de tip ramjet cu detonație rotativă alimentat cu combustibil lichid (Rotating Detonation Ramjet – RDRJ). Proiectul urmărește reducerea așa-numitului „decalaj de eficiență” din zborul hipersonic, prin integrarea unui nou tip de admisie tactică, capabilă să funcționeze pe un spectru larg de viteze și altitudini.
Zborul hipersonic, definit ca deplasarea la viteze mai mari de Mach 5, este considerat una dintre cele mai avansate direcții de dezvoltare în domeniul aerospațial, cu aplicații atât militare, cât și civile. Cu toate acestea, specialiștii din industrie subliniază că tehnologia actuală se confruntă în continuare cu limitări importante, în special în ceea ce privește eficiența sistemelor de propulsie utilizate de rachetele hipersonice.
Majoritatea rachetelor hipersonice aflate în dezvoltare folosesc motoare ramjet, care se disting prin lipsa componentelor mobile. În locul compresoarelor și turbinelor, aerul este comprimat prin însăși viteza de deplasare a vehiculului. Această soluție presupune însă o limitare majoră: pentru a funcționa corect, un motor ramjet trebuie să atingă o viteză de aproximativ Mach 3 pentru aprindere, ceea ce impune utilizarea unor boostere de rachetă de mari dimensiuni pentru accelerarea inițială.
Pentru a depăși această constrângere, GE Aerospace și Lockheed Martin propun utilizarea unui motor cu detonație rotativă, care funcționează pe baza unei unde supersonice de detonație ce se propagă continuu într-un cilindru deschis, pe măsură ce combustibilul și apa sunt injectate în sistem. Acest proces generează un ciclu autosusținut, care menține presiunea în timpul combustiei, spre deosebire de arderea convențională.
Potrivit datelor prezentate, un astfel de motor este cu aproximativ 25% mai eficient decât un motor convențional, ceea ce permite realizarea unei unități de propulsie mai compacte și mai ușoare. Un alt avantaj important este capacitatea de a funcționa la viteze subsonice, precum și de a se adapta pentru a acționa ca ramjet la viteze supersonice și ca scramjet la viteze hipersonice. Această versatilitate reduce necesarul de boostere inițiale și deschide posibilitatea dezvoltării unor rachete hipersonice cu costuri mai reduse și potențial de producție în serie.
Contribuția Lockheed Martin la acest program constă în dezvoltarea unei admisii tactice de mare viteză, concepută pentru un motor ramjet cu mod dublu de funcționare (Dual-Mode Ramjet – DMRJ). Această admisie permite motorului cu detonație rotativă să comute între regimurile de ramjet și scramjet, prin adaptarea fluxului de aer la nucleul de detonație rotativă. Totodată, soluția tehnică permite funcționarea motorului la altitudini variabile, o problemă recurentă în cazul motoarelor cu detonație.
Deși principiul este relativ simplu din punct de vedere conceptual, implementarea sa presupune calcule avansate de dinamică a fluidelor computațională, necesare pentru gestionarea tiparelor complexe de unde de șoc generate la viteze extreme.
„După doi ani de investiții interne, această demonstrație este o dovadă a puterii colaborării, inovației și angajamentului comun de a pune capabilități accesibile în mâinile militarilor, într-un interval de timp relevant”, a declarat Randy Crites, vicepreședinte și director general al Lockheed Martin Advanced Programs. „Acest ramjet compact aplică expertiza Lockheed Martin în domeniul admisiilor pentru ramjet și oferă rază extinsă de acțiune la viteze extreme. Suntem dedicați livrării unui sistem de propulsie care să avanseze capacitățile hipersonice ale Statelor Unite într-un mediu de securitate tot mai complex.”
Demonstrarea motorului RDRJ marchează o etapă importantă în eforturile industriei aerospațiale de a îmbunătăți eficiența, flexibilitatea și viabilitatea operațională a sistemelor de propulsie hipersonică.
